[發明專利]一種考慮調差系數靈敏度與頻率約束的機組組合方法

有效

• 申請號: 202211333212.2
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115986766B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 曹斌;辛煥海;畢天姝;蘇珂;胥國毅
• 申請（專利權）人: 浙江大學;內蒙古電力（集團）有限責任公司內蒙古電力科學研究院分公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/46;H02J3/40;H02J3/00
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 李志強

本發明公開了一種考慮調差系數靈敏度與頻率約束的機組組合方法，步驟如下：S1、基于多機系統網架結構、運行方式與負荷預測，制定預想事故集，針對事故集中的擾動情況進行仿真分析,計算各同步機組的調差系數靈敏度大小，得到靈敏度排序；S2、將靈敏度排序作為目標函數加入到機組組合模型中，建立考慮調差系數靈敏度與頻率約束的多目標機組組合優化模型；S3、采用快速非支配多目標優化算法NSGA?II進行模型求解，整定同步機開機順序，制定針對性機組組合方案。本發明采用的一種考慮調差系數靈敏度與頻率約束的機組組合方法，在滿足系統頻率穩定的同時，也能夠合理安排機組出力，不僅考慮了同步機調頻性能的差異，而且充分發揮同步機組的調頻能力。

技術領域

本發明涉及系統機組組合技術領域，尤其是涉及一種考慮調差系數靈敏度與頻率約束的機組組合方法。

背景技術

隨著大規模新能源并入電網，系統有功功率波動增加，同步機組占比下降，導致系統慣量水平和調頻能力降低，使頻率的穩定面臨重大挑戰。目前電力系統中大部分調頻需求仍由同步機組承擔，如果提高同步機組的調頻能力，那么會加強新能源系統頻率穩定性。

傳統機組組合問題通過留有備用容量作為調頻資源，來應對擾動后的調頻需求。當系統功率波動增加，調頻能力降低時，增大備用容量會降低系統運行的經濟效益，因此，有必要對機組組合模型進行優化，在保證系統頻率安全穩定的前提下，做到經濟性最優?，F有技術在傳統機組組合模型中加入頻率安全約束，通過頻率響應模型得到頻率解析表達式進行約束，雖然滿足系統頻率要求，但是并未考慮不同機組改善系統頻率響應能力的強弱。隨著大規模新能源的接入，風電、光伏等新能源機組參與系統調頻也被考慮進頻率安全約束中，但是大部分新能源場站采用最大功率點跟蹤來控制輸出，調頻能力有限，系統中絕大部分調頻需求仍然由同步機組承擔。因此，在新能源占比逐漸增大，同步機占比下降的大趨勢下，如何充分考慮同步機調頻性能的差異，利用有限的同步機資源去調節新能源帶來的頻率波動具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種考慮調差系數靈敏度與頻率約束的機組組合方法，在滿足系統頻率穩定的同時，也能夠合理安排機組出力，不僅考慮了同步機調頻性能的差異，而且充分發揮同步機組的調頻能力。

為實現上述目的，本發明提供了一種考慮調差系數靈敏度與頻率約束的機組組合方法，步驟如下：

S1、基于多機系統網架結構、運行方式與負荷預測，制定預想事故集，針對事故集中擾動情況進行仿真分析，計算各同步機組的調差系數靈敏度大小，得到靈敏度排序；

調差系數R是表征同步機組調頻能力的重要參數，其大小反應了系統頻率變化后機組對有功功率的支撐能力，其與頻率偏差Δf的關系如下：

其中：f_N為系統基頻；ΔP為系統功率擾動；P_GN為額定功率；

設系統中共有n個發電機節點，第i臺發電機的調差系數靈敏度S_Ri可表示為：

其中：S_Ri為第i臺發電機的調差系數靈敏度，表示調整調差系數所引起的系統最大頻率偏差的相對變化，在一定程度上可以反映該發電機對于系統頻率支撐能力；i＝1,2,…,n，Δf_max(R₀)為系統中出現的最大頻率偏差；ΔR_i為第i臺發電機的調差系數攝動量；Δf_max(R₀+ΔR_i)為第i臺發電機調差系數調整后系統中出現的最大頻率偏差；

S2、將靈敏度排序作為目標函數加入到機組組合模型中，建立考慮調差系數靈敏度與頻率約束的多目標機組組合優化模型，目標函數為：